目錄
1. 產品概述
本文件詳述一款插件式安裝的LED燈珠組件規格。該產品由一個帶有擴散透鏡的白色LED組成，封裝在黑色塑膠直角支架（外殼）內。此設計專門用於作為電路板指示燈（CBI），在電子設備中提供清晰的視覺狀態指示。
1.1 核心優勢與目標市場
此LED組件的主要優勢包括：插件式設計與支架帶來的簡易電路板組裝、黑色外殼提供增強的視覺對比度，以及高效率與低功耗。這是一款符合RoHS指令的無鉛產品。其發出的白光由氮化銦鎵（InGaN）晶片產生，並透過白色透鏡擴散，呈現均勻的外觀。
目標應用涵蓋數個關鍵電子領域，包括電腦、通訊設備、消費性電子和工業設備，這些領域皆需要可靠且清晰的狀態指示。
2. 技術參數：深入客觀解讀
2.1 絕對最大額定值
這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。它們是在環境溫度（TA）為25°C下指定的。
- 功率消耗：最大值為108 mW。這是元件可安全以熱能形式散發的總功率。
- 順向電流：30 mA的直流順向電流是最大連續電流。僅在脈衝條件下（工作週期 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 10ms），才允許100 mA的更高峰值順向電流。
- 熱降額：當環境溫度每升高超過30°C一度，最大允許的直流順向電流必須線性降低0.45 mA。
- 溫度範圍：此元件額定工作溫度範圍為-40°C至+85°C，並可在-40°C至+100°C的環境中儲存。
- 焊接溫度：在接腳焊接期間，距離元件本體2.0mm處的溫度不得超過260°C超過5秒。
2.2 電氣與光學特性
這些是在TA=25°C、順向電流（IF）為20 mA（標準測試條件）下測得的典型性能參數。
- 發光強度（Iv）：範圍從最小值140 mcd到最大值520 mcd，典型值為300 mcd。特定單元的實際強度被分類到不同等級（見第4節）。測量包含±15%的測試公差。
- 視角（2θ1/2）：定義為強度降至軸向值一半時的全角。水平面為130度，垂直面為120度，表示具有寬廣的視角錐。
- 色度座標（x, y）：白光的色點定義在CIE 1931色度圖上。典型座標為x=0.30，y=0.29。具體的色調等級在分級表中定義。
- 順向電壓（VF）：在20 mA下，典型值為3.2V，範圍從2.8V到3.6V。此參數對於設計限流電路至關重要。
- 逆向電流（IR）：當施加5V逆向電壓（VR）時，最大典型值為10 μA。此元件並非設計用於逆向偏壓下操作。
3. 分級系統說明
為確保應用中的一致性，LED根據關鍵光學參數進行分類（分級）。
3.1 發光強度分級
LED根據其在20 mA下測得的發光強度，分類為以字母（G, H, J, K, L）表示的等級。每個等級都有定義的最小和最大強度範圍。等級界限適用±15%的公差。例如，等級'J'涵蓋從240 mcd到310 mcd的強度。
3.2 色調（顏色）分級
白色色點也會進行分級。規格書提供了數個色調等級（B1, B2, C1, C2, D1, D2）的色度座標範圍。每個等級由CIE色度圖上的一個四邊形區域定義，由四對（x, y）座標指定。色座標測量有±0.01的容許誤差。
4. 機械與包裝資訊
4.1 外型尺寸與材料
本產品採用直角插件式設計。支架（外殼）由黑色塑膠製成（材料：PA9T）。LED燈珠本身為白色。除非另有說明，所有尺寸公差均為±0.25mm。確切的機械圖面請參閱原始規格書。
4.2 包裝規格
LED以袋裝包裝，每袋包含400、200或100顆。將七個這樣的袋子放入一個內箱，總計2,800顆。然後將八個內箱裝入一個外運送箱，每個外箱總計22,400顆。請注意，在每個運送批次中，只有最後一包可能不是完整包裝。
5. 焊接與組裝指南
正確的處理對於確保可靠性和防止損壞至關重要。
5.1 儲存與清潔
儲存時，環境溫度不應超過30°C或相對濕度70%。從原始包裝中取出的LED應在三個月內使用。若需在原始包裝外長期儲存，應將其保存在帶有乾燥劑的密封容器中或氮氣環境中。如果需要清潔，僅應使用酒精類溶劑，如異丙醇。
5.2 接腳成型與PCB組裝
如果需要彎曲接腳，必須在常溫下並在焊接前進行。彎曲點應距離LED透鏡底座至少3mm。不得使用引線框架的底座作為支點。在PCB組裝過程中，應使用最小的壓接力，以避免對元件施加過大的機械應力。
5.3 焊接製程
必須在透鏡/支架底座與焊接點之間保持至少2mm的最小間隙。透鏡/支架不得浸入焊料中。當LED因焊接而處於高溫時，不得對接腳施加任何外部應力。
推薦焊接條件：
- 電烙鐵：溫度：最高350°C。時間：最多3秒（僅限一次）。位置：距離底座不小於2mm。
- 波峰焊：預熱：最高120°C，最多100秒。焊錫波：最高260°C，最多5秒。浸入位置：距離底座不低於2mm。
過高的溫度或時間可能導致透鏡變形或造成災難性故障。
6. 應用建議與設計考量
6.1 驅動方式
LED是電流驅動元件。為確保多個LED並聯連接時的亮度均勻，強烈建議為每個LED串聯一個獨立的限流電阻。若並聯驅動多個LED而不使用獨立電阻（如不推薦的電路圖所示），由於每個LED的順向電壓（I-V特性）存在自然差異，可能導致亮度差異。
6.2 靜電放電（ESD）防護
這些LED容易受到靜電或電源突波的損壞。為防止ESD損壞：人員在處理LED時應使用導電腕帶或防靜電手套；所有用於處理和組裝過程的設備、裝置和機器必須妥善接地。
6.3 典型應用場景
此LED燈珠適用於室內外標誌應用，以及普通電子設備中的狀態指示。直角支架使其非常適合PCB安裝方向與觀看方向垂直的應用，例如前面板指示燈。
7. 技術比較與差異化
雖然規格書提供了單一料號的規格，但此類產品在市場上的關鍵差異化因素通常包括：使用專用支架以簡化組裝並提高對比度；寬視角適合多方向觀看；定義的強度和顏色分級結構以確保設計一致性；以及清晰詳細的應用說明，涵蓋焊接、處理和驅動，有助於提高設計可靠性。
8. 常見問題（基於技術參數）
問：黑色外殼的目的是什麼？
答：黑色塑膠外殼作為LED的支架，簡化了PCB組裝。更重要的是，它為發出的白光提供了高對比度的背景，使指示燈在視覺上更加清晰分明。
問：如何選擇正確的限流電阻？
答：使用歐姆定律：R = (電源電壓 - VF) / IF。為保守設計，請使用規格書中的最大順向電壓（VF，3.6V），以確保電流不超過20mA。例如，使用5V電源：R = (5V - 3.6V) / 0.020A = 70歐姆。標準的68或75歐姆電阻是合適的。
問：我可以用電壓源直接驅動這個LED嗎？
答：不建議。不建議用電壓源直接驅動LED，這很可能因電流過大而損壞它。LED必須由限流源驅動，最簡單的方法是使用如上所述的串聯電阻。
問：包裝袋上標記的分級代碼是什麼意思？
答：它表示該袋中LED的發光強度等級（例如，G, H, J）。設計師在下單時可以指定分級代碼，以確保其產品中的所有LED具有一致的亮度水平。
9. 工作原理介紹
此LED基於氮化銦鎵（InGaN）半導體技術。當在LED的陽極和陰極之間施加順向電壓時，電子和電洞在半導體的有源區內復合，以光子（光）的形式釋放能量。InGaN層的特定成分決定了發射光的波長，在本例中位於藍光/紫外光譜。然後，此光激發封裝內部的螢光粉塗層，螢光粉將光下轉換，產生被感知為白光的寬廣光譜。擴散透鏡散射此光，創造出均勻、不刺眼的發光模式。
10. 發展趨勢
指示燈LED技術的總體趨勢持續朝向更高效率（每單位電功率輸出更多光）、改善白光LED的顏色一致性和顯色指數（CRI），以及開發更小封裝尺寸同時保持或改善光學性能。同時，也高度關注在更廣泛環境條件下增強可靠性和壽命。如本規格書所示，清晰的分級、穩固的機械設計和全面的應用指南原則，仍然是為工業和消費性電子產品提供可靠元件的基礎。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需的最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED晶片內部的實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落在極小範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 在恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |